Stoffverteilungsplan für die zweite Progressionsstufe (Klassen 7-10) Gesamtschule Kernlehrplan Nordrhein-Westfalen 2011

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1 Stoffverteilungsplan für die zweite Progressionsstufe (Klassen 7-10) Gesamtschule Kernlehrplan Nordrhein-Westfalen 2011 Inhaltsfelder, Kontexte und Kapitel im Schülerbuch Für die zweite Progressionsstufe weist der Kernlehrplan drei Inhaltsfelder auf. Die inhaltlichen Schwerpunkte können dabei anhand verschiedener möglicher Kontexte erarbeitet werden. Natur Plus Physik macht in den Kapiteln des Schülerbandes Vorschläge für solche Kontexte. Auf den Seiten in den Kapiteln werden dabei verpflichtende inhaltliche Schwerpunkte dargestellt, teilweise mit alternativen Zugangsmöglichkeiten. Darüber hinaus bieten die Kapitel weiteres Material für die Gestaltung des schuleigenen Curriculums und natürlich auch für den individuellen Unterricht einschließlich Möglichkeiten zur Vertiefung und inneren Differenzierung. Allgemeines zur twicklung Die übergeordneten aus den vier Kompetenzbereichen Umgang mit Fachwissen (UF1-4)), Erkenntnisgewinnung (E1-9), Kommunikation (K1-9) und Bewerten (B1-3) bilden sicherlich in einzelnen Unterrichtsstunden und auch Unterrichtsreihen Schwerpunkte für die twicklung. Daneben werden immer wieder auch andere in jeder Unterrichtssituation mitberücksichtigt. Im folgenden Stoffverteilungsplan sind den Kapiteln im Schülerbuch die konkretisierten zugeordnet. Neben den explizit aufgeführten werden auch jeweils noch andere kumulativ erweitert. Dies gilt zum Beispiel für die, die bei der Arbeit mit den Informationstexten im Buch und bei der Bearbeitung der vielfältigen Aufgaben in zahlreichen Unterrichtssituationen gefördert werden. Die übergeordneten sind zur besseren Übersicht noch einmal aufgelistet. Kompetenzübersicht Umgang mit Fachwissen UF1 Fakten wiedergeben und erläutern UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren UF4 Wissen vernetzen Erkenntnisgewinnung E1 Fragestellungen erkennen E2 bewusst wahrnehmen (beobachten) E3 Hypothesen entwickeln E4 Untersuchungen und Experimente planen E5 Untersuchungen und Experimente durchführen E6 Untersuchungen und Experimente auswerten E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben E8 Modelle anwenden E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren Kommunikation K1 Texte lesen und erstellen Informationen identifizieren K3 Untersuchungen dokumentieren K4 Daten aufzeichnen und darstellen K5 Recherchieren K6 Informationen umsetzen K7 Beschreiben, präsentieren, begründen K8 Zuhören, hinterfragen K9 Kooperieren und im Team arbeiten Bewerten B1 Bewertungen an Kriterien orientieren B2 Argumentieren und Position beziehen B3 Werte und Normen berücksichtigen Die werden im Stoffverteilungsplan den Inhaltsfeldern und bestimmten Kontexten (Kapiteln) zugeordnet und besonders herausgestellt. In Kurzform sind auch Einzelkompetenzen in Bezug auf bestimmte Seiten im Schülerband ausgewiesen. Basiskonzepte In den einzelnen Kapiteln (Kontexten) sind jeweils auch Beispiele für die Anwendung aufgeführt. Diese Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern soll exemplarisch zeigen, wie die Inhalte durch die Basiskonzepte strukturiert werden.

2 Kennzeichnung - Diese Seiten enthalten zusätzliche Pflichtinhalte für den Erweiterungskurs (E-Kurs). - Inhalte dieser Seiten stellen Zusatzangebote zum Unterricht dar. 10 Methode: Sicherheitsregeln in der Physik E4, E5, B3 E4, E5: - bei Versuchen Gefahren einschätzen und Sicherheitsmaßnahmen 12 Methode: Internetrecherche gewusst wie K1, einhalten. 13 Methode: K1, K1: - Texte lesen und erstellen. Ein Referat vorbereiten und halten : - Informationen identifizieren. 14 Methode: Einen Sachtext lesen K1, K5 K5: - recherchieren. 15 Methode: Arbeitsergebnisse präsentieren K1, K5 B3: - Werte und Normen berücksichtigen Inhaltsfeld Optische Instrumente (5) Kapitel: Licht und Bild Umfang: ca. 25 Unterrichtsstunden 18 Reflexion und Absorption E2, E5, K1 UF1: - Eigenschaften von Lichtspektren vom Infraroten 19 Streifzug: Was ist Licht? K5 über den sichtbaren Bereich bis zum Ultravioletten beschreiben 20 Licht fällt auf einen Hohlspiegel UF2, E2, E5, K1 sowie additive und subtraktive Farbmischung 21 Pinnwand: Hohlspiegelbilder UF2, an einfachen Beispielen erläutern. 22 Pinnwand: Parabolspiegel die besseren UF2, UF4, K1 UF2: - Strahlengänge bei Abbildungen mit Linsen und Hohlspiegel Spiegeln und bei einfachen Linsenkombinationen (Auge, 23 Wölbspiegel und ihre Bilder UF2, K1, Brille, Fernrohr) beschreiben und zwischen reellen und Brechung des Lichtes UF3, E5, E6, K4 virtuellen Bildern unterscheiden. 26 Totalreflexion UF3, K1-3 UF3: - an Beispielen qualitativ erläutern, wie Licht an 27 Pinnwand: Anwendung der Glasfasertech- UF3, E2, K1 Grenzflächen durchsichtiger Medien gebrochen bzw. totalreflektiert oder in Spektralfarben zerlegt wird. nik 28 Das Brennglas ist eine Lupe UF2, UF3, E3-6, K3 29 Linsen erzeugen Bilder UF2, UF3, E3-6, K Pinnwand: Bildentstehung an der Sammellinse UF2, UF3, E3-6, K3, K4 32 Zerstreuungslinsen UF2, UF3, E Linsenkombinationen UF2, UF3, E Fernrohre UF2, UF4, E4-6, K1 35 Das Mikroskop UF2, UF4, E4-6, E4, E6: - relevante Variablen für Abbildungen mit Linsen identifizieren (Brennweite, Bild- und Gegenstandsweite sowie Bild- und Gegenstandsgröße) und Auswirkungen einer systematischen Veränderung der Variablen beschreiben. E8: - die Entstehung eines Regenbogens mit der Farbzerlegung an Wassertropfen erklären. K1: - Wahrnehmungen und Beobachtungen sachlich und präzise in einem kurzen Text wiedergeben und da- Struktur der Materie: Licht brechende und Licht reflektierende Stoffe Energie: Licht als Energieträger, Spektrum des Lichts (IR bis UV) Wechselwirkung: Brechung, Totalreflexion, Farbzerlegung Abbildungen durch Linsen

3 K Formeln beschreiben die Abbildung UF4, E3, E4-6, K1-4, K6, B1 38 Streifzug: K1, Elektronen- und Rastertunnelmikroskop 39 Streifzug: Projektoren UF4, K1, 40 Wie sehen wir? UF2, UF4, E2, K1, 41 Korrektur von Sehfehlern UF2, UF4, K1, 42 Streifzug: Das Auge ist kein Fotoapparat UF4, K1, 43 Streifzug: Die der Fotografie K1, Lernen im Team: E5, K1,, K6-9 Bau von optischen Geräten 46 Farben UF1, UF3, E2, E4-6, K1, K4 47 Spektralfarben UF1, UF3, E5, K1, K4, B3 47 Streifzug: Photonen und Farben UF1, UF4, K1 48 Pinnwand: Infrarot Ultraviolett UF1, UF3, K1, B3 49 Streifzug: Infrarot zeichnet Bilder und UF1, UF3, K1 wärmt 50 Farbsubtraktion UF1, E2, E5, 51 Farbaddition UF1, E2, E5, 52 Streifzug: Farben in der Malerei UF1, K1 52 Streifzug: Le pointillisme UF1, K1 53 Streifzug: Farbfehler von Linsen UF1, UF4, K1 54 Streifzug: Der Regenbogen UF1, E8, K1, K5 55 Praktikum: E5, E6, K6, K8, Regenbogenfarben künstlich erzeugt K9 bei Alltagssprache und Fachsprache sowie grafische Verdeutlichungen angemessen verwenden., UF4: - schematische Darstellungen zu Aufbau und Funktion des Auges und optischer Instrumente interpretieren. K1,, K6: - Produktbeschreibungen und Gebrauchsanleitungen optischer Geräte die wesentlichen Informationen entnehmen. K8, K9: - bei der Planung und Durchführung von Experimenten in einer Gruppe Ziele und Arbeitsprozesse sinnvoll miteinander abstimmen. B1: - Kaufentscheidungen (u. a. für optische Geräte) an Kriterien orientieren und mit verfügbaren Daten begründen. B3: - Gefahren durch Einwirkung von Licht benennen (u. a. UV-Strahlung, Laser) sowie Schutzmaßnahmen aufzeigen, vergleichen und bewerten.

4 Inhaltsfeld Erde und Weltall (6) Kapitel: Das Weltall unendliche Weiten Umfang: ca. 15 Unterrichtsstunden Geozentrisch oder heliozentrisch? B2, B3, E7, E9, K7 62 Pinnwand: Verschiedene Weltbilder bedeutender B2, B3, E7, E9, Astronomen K7 63 Methode: Umgang mit dem Fernrohr E5, E9, Blick in das Weltall UF2, UF3, K1,, K5, K7 66 Unser Sonnensystem UF2, UF3, K1,, K5, K7 67 Das Planetensystem UF2, UF3, K1,, K5, K7 68 Methode: Visitenkarten von Himmelskörpern UF2, UF3, K1, erstellen, K5 69 Luna der Mond der Erde UF1-3, K1, K5 70 Was ist ein Zwergplanet? UF2, UF3, K1 70 Pinnwand: Entfernungen im Weltall E4, E7, E9 71 Der nördliche und der südliche Sternenhimmel UF2, UF3, K1 72 Pinnwand: Nördlicher Sternenhimmel K1,, K5 73 Streifzug: Spektroskopie UF3, UF4, K Die scheinbare Himmelskugel UF2, K1,, K5 76 Praktikum: Die drehbare Sternkarte, K6 77 Streifzug: UF2, UF3, K1, Entstehung und Aufbau des Weltalls 78 Streifzug: Von der Supernova zum UF2, UF3, K1, schwarzen Loch 79 Streifzug: Wie werden die Entfernungen UF2, UF3, E7, von Sternen bestimmt? K1, 80 Streifzug: Raumfahrt Wie alles begann K1,, K5 81 Pinnwand: K1, K5, B1 Mythologie Astrologie Astronomie UF1: - Gravitation als Fernwirkungskraft zwischen Massen beschreiben und das Gravitationsfeld als Raum deuten, in dem Gravitationskräfte wirken. UF2, UF3: - wesentliche Eigenschaften der kosmischen Objekte Planeten, Kometen, Sterne, Galaxien und Schwarze Löcher erläutern. E7: - mit einfachen Analogverfahren in Grundzügen darstellen, wie Informationen über das Universum gewonnen werden können (u. a. Entfernungsmessungen mithilfe der Parallaxe bzw. der Rotverschiebung). E9: - die Bedeutung der Erfindung des Fernrohrs für die des Weltbildes und der Astronomie erläutern. : - anhand bildlicher Darstellungen aktuelle Vorstellungen zur Entstehung des Universums erläutern. K7: - den Aufbau des Sonnensystems sowie geo- und heliozentrische Weltbilder mit geeigneten Medien oder Modellen demonstrieren und erklären. B2, B3, E7, E9: - in Grundzügen am Beispiel der historischen Auseinandersetzung um ein heliozentrisches Weltbild darstellen, warum gesellschaftliche Umbrüche auch in den Naturwissenschaften zu Umwälzungen führen können. Struktur der Materie: kosmische Objekte Energie: Energieumwandlungen in Sternen Wechselwirkung: Gravitationskraft, Gravitationsfeld Universum, Sonnensystem, Weltbilder

5 Inhaltsfeld Stromkreise (7) Kapitel: Messungen im elektrischen Stromkreis Umfang: ca. 25 Unterrichtsstunden 88 Elektrische Ladung UF1, UF2, E2, E Negative und positive Ladung UF1, UF2, E Das elektrische Feld UF1, UF2, E Streifzug: Woher kommen die Elektronen? UF4, E7, E8, K1,, K6 92 Elektronen sind Ladungsträger UF1, UF2, E8, K1, 93 Pinnwand: Elektrische Erscheinungen UF1, K1, 94 Die elektrische Spannung UF3, E5, K7 95 Die elektrische Stromstärke UF3, E5, K7 96 Vielfachmessgeräte UF3, E5, K4 97 Messen mit dem Vielfachmessgerät UF3, E5, K4 98 Praktikum: K1, K6, K9 Bau eines analogen Messgerätes 99 Lernen im Team: K1, K6, K9 Anzeigegeräte für Elektrizität 100 Stromstärken in Reihen- und Parallelschaltung UF3, E3, E5, K1,, K9 100 Praktikum: Messung der Stromstärken in E5,, K4, K6, Reihenschaltungen K9 101 Praktikum: Messung der Stromstärken in E5,, K4, K6, Parallelschaltungen K9 102 Spannungen in Reihen- und Parallelschaltung UF3, E3, E5, K1, 102 Praktikum: Messung der Spannungen in E5,, K4, K6, Reihenschaltungen K9 103 Praktikum: Messung der Spannungen in E5,, K4, K6, Parallelschaltungen K9 104 Gleichstrom und Wechselstrom E4-6, Streifzug: Elektrische Energiequellen UF3, K1, 106 Wie entstehen Blitz und Donner? UF1, UF3, UF4, E7, E8 107 Streifzug: Erfindung des Blitzableiters K6, B3 108 Methode: Informationen suchen K5 109 Methode: Erstellen einer Sachmappe K1, K3, K4 UF1, UF2: - Eigenschaften von Ladungen und Kräfte zwischen Ladungen beschreiben sowie elektrische von magnetischen Feldern unterscheiden. UF1: - die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands eines Leiters von dessen Eigenschaften erläutern (Länge, Querschnitt, Material, Temperatur). UF3: - die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung bereitgestellte elektrische Energie beschreiben. - bei elektrischen Stromkreisen begründet Reihenschaltungen und Parallelschaltungen identifizieren und die Aufteilung von Strömen und Spannungen erläutern. E3, E5: - Hypothesen zum Verhalten von Strömen und Spannungen in vorgegebenen Schaltungen formulieren, begründen und experimentell überprüfen. - bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden. (IF10) E4: - Variablen identifizieren, von denen die Größe des Widerstands in einer einfachen elektrischen Schaltung abhängt. E5: - Spannungen und Stromstärken unter sachgerechter Verwendung der Messgeräte bestimmen und die Messergebnisse unter Angabe der Einheiten aufzeichnen. E7: - mit dem Kern-Hülle-Modell und dem Gittermodell der Metalle elektrische Phänomene (Aufladung, Stromfluss, Widerstand und Erwärmung von Stoffen) erklären. E8, UF1: - den Zusammenhang von Stromstärke, Spannung und Widerstand erläutern und beschreiben und diese Größen mit geeigneten Formeln berechnen. E8, UF4: - elektrische Phänomene (u. a. Entladungen bei einem Gewitter) beschreiben und mit einfachen Modellen erklären. K4: - für eine Messreihe mit mehreren Messgrößen selbstständig eine geeignete Tabelle, auch mit Auswer- Struktur der Materie: Kern-Hülle-Modell des Atoms, Eigenschaften von Ladungen, Gittermodell der Metalle Energie: Elektrische Energie, Spannungserzeugung, Energieumwandlungen in Stromkreisen Wechselwirkung: Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder Stromstärke, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung und Parallelschaltung

6 110 Gefahren durch Blitzschlag UF4, E8, K6, B3 tungsspalten, anlegen. 111 Streifzug: Die Entfernung eines Gewitters UF4, K1, 112 Spannung und Stromstärke hängen zusammen UF1, E4-6, E8, K7 113 Der elektrische Widerstand UF1, E4, E8, K7 114 Eine Formel für den Widerstand UF1, E4, E8, K7 115 Methode: Fehlerbetrachtung E3, E5, E9, B Pinnwand: K1,, K5 Widerstände und ihre Anwendung 118 Streifzug: Messen von Widerständen UF1, K1, K4 119 Der Widerstand eines Leiters ist temperaturabhängig UF1, E4-6, K4 120 Widerstände in der Reihenschaltung UF1, E4-6, K4 121 Widerstände in der Parallelschaltung UF1, E4-6, K4 122 Streifzug: Berechnung von Widerständen UF1, UF3, E3 123 Streifzug: UF3, K1, 2000 Jahre Geschichte der Elektrizität 124 Kurzschluss und Überlastung im Stromkreis E5, E6, K6, B1, B3 125 Pinnwand: Kurzschluss und Sicherungen K1,, B3 126 Schutzmaßnahmen im elektrischen K1-3, K6, B3 Stromkreis 127 Pinnwand: Welche Schutzmaßnahme wirkt? K1-3, K6, B3 K7: - mit Hilfe einfacher Analog- bzw. Funktionsmodelle die Begriffe Spannung, Stromstärke und Widerstand sowie ihren Zusammenhang anschaulich erläutern. B3: - Sicherheitsregeln und Schutzmaßnahmen bei Gewittern begründen. - begründet beurteilen, welche Arbeiten an elektrischen Anlagen unter Beachtung von Schutzmaßnahmen von ihnen selbst oder von besonderen Fachleuten vorgenommen werden können. Inhaltsfeld Bewegungen und ihre Ursachen (8) Kapitel: Kräfte Umfang: ca. 25 Unterrichtsstunden 134 Die Geschwindigkeit E5, E6, K3, K9 UF1, UF3: - Bewegungsänderungen und Verformungen 135 Die gleichförmige Bewegung E5, E6, K3, K9 von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. 135 Streifzug: Was haben Knoten mit Geschwindigkeit UF4, K1 UF1: - die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten zu tun? von Kraftwandlern (Rollen, Flaschenzüge, Hebel, Zahn- 136 Methode: Grafische Darstellung von E5, E6, -4 räder (E-Kurs: schiefe Ebene)) erklären und dabei allgemeine Prinzipien aufzeigen. (IF9) gleichförmigen Bewegungen 137 Pinnwand: Schnell und langsam K1, UF2: - die Beziehung und den Unterschied zwischen 138 Kräfte bewirken Bewegungen und Verformungen K1, kräfte UF1, UF3, E5, Masse und Gewichtskraft beschreiben sowie Gewichts- bestimmen. Struktur der Materie: Masse Wechselwirkung: Kraftwirkungen, Trägheit, Wechselwirkung, Kraftvektoren, Gewichtskraft Kräfteaddition, Drehmoment

7 139 Kräfte ändern Bewegungen UF1, UF3, K1, 140 Pinnwand: UF1, UF3, K1, Erwünschte und unerwünschte Reibung 141 Rückstoß eine besondere Kraft UF4, E5, E6 142 Elastische und plastische Körper UF1, UF3, E Streifzug: Crash-Tests K1,, K5 144 Der Kraftmesser E5,, K4 145 Praktikum: Kraftmesser selbst gebaut E5, K6 146 Das hookesche Gesetz UF1, UF3, E5,, K4 147 Plastisch oder elastisch? UF1, UF3, E5 147 Streifzug: Lianenspringer K1, 148 Praktikum: Hookesches Gesetz oder UF1, UF3, E4, plastische Verformung? E5, 149 Methode: -4 Umgang mit Wertetabellen und Grafen 150 Methode: -4 Diagramme mit dem Computer erstellen 151 Streifzug: Materialprüfung UF1, UF3, K1, 152 Kraft ist eine gerichtete Größe E8, 153 Pinnwand: Addition und Subtraktion von E8,, K4 Kräften 154 Pinnwand: Kräfteparallelogramme E8,, K4 155 Streifzug: Kräftezerlegung E8,, K4 156 Die Erdanziehungskraft ist Ursache der UF2, E5, E6, K1 Gewichtskraft 157 Gewichtskraft und Masse UF2,, K5 158 Die träge Masse UF2, E5, K1 159 Streifzug: Rückhaltesysteme K1,, B2, B3 160 Feste und lose Rollen UF1, E Der Flaschenzug UF1, E Der zweiseitige Hebel UF1, E Der einseitige Hebel UF1, E Methode: Ein Informationsplakat entsteht K1, K4, K7, K9 165 Methode: K1, K4, K7, K9 Eine Folie handschriftlich erstellen 166 Die schiefe Ebene UF1, E Pinnwand: E2, E4,, K5 UF4: - den Rückstoß bei Raketen erklären. E2, E3, E4: - auf der Grundlage von Beobachtungen (u. a. an einfachen Maschinen) verallgemeinernde Hypothesen zu Kraftwirkungen und Energieumwandlungen entwickeln und diese experimentell überprüfen. (IF9) E5: - bei Messungen und Berechnungen (u. a. von Kräften) Größengleichungen verwenden und die korrekten Maßeinheiten (z. B. Newton, N bzw. mn, kn) verwenden. E6, K3: - Messwerte zur gleichförmigen Bewegung durch eine Proportionalität von Weg und Zeit modellieren und Geschwindigkeiten berechnen. E8, : - in einfachen Zusammenhängen Kräfte als Vektoren darstellen und Darstellungen mit Kraftvektoren interpretieren. E8: - Vektordarstellungen als quantitative Verfahren zur Addition von Kräften verwenden. (IF9), E6: - eine Bewegung anhand eines Zeit-Weg- Diagramms bzw. eines Zeit-Geschwindigkeits- Diagramms qualitativ beschreiben und Durchschnittsgeschwindigkeiten bestimmen., K4: - mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms Messreihen (u. a. zu Bewegungen) grafisch darstellen und bezüglich einfacher Fragestellungen auswerten. K9: - die Bedeutung eigener Beiträge für Arbeitsergebnisse einer Gruppe einschätzen und erläutern (u. a. bei Untersuchungen, Recherchen, Präsentationen). Geschwindigkeit

8 Anwendung der schiefen Ebene 168 Die Goldene Regel der Mechanik UF1, E1, E2 169 Pinnwand: Anwendung zur Goldenen E2, E4 Regel der Mechanik Lernen im Team: Hebel und Rollen in der Technik und in der Natur E2, E4, K9, B1 Inhaltsfeld Energie, Leistung, Wirkungsgrad (9) Kapitel: Energie, Leistung, Wirkungsgrad Umfang: ca. 10 Unterrichtsstunden Seiten Titel / inhaltliche Schwerpunkte vertiefte 178 Mechanische Energie UF1, UF2, UF1, UF2: - die Begriffe Kraft, Arbeit, Energie, Leistung 179 Einsatz von Energie UF1, UF2, und Wirkungsgrad in ihren Beziehungen erläutern, formal 180 Die mechanischen Energieformen E8, K1, beschreiben und voneinander abgrenzen. 181 Umwandlungen mechanischer Energien E8, K1 UF4: - an Beispielen erläutern, dass Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und elekt- 182 Streifzug: Bungee-Springen K1, 182 Streifzug: Schwimmtraining UF1, UF2, K1, rische Spannungen Voraussetzungen und Folgen von Energieübertragung sind. 183 Pinnwand: Energienutzung im Wandel der Zeit UF1, UF2, K8, B1 184 Energie geht nicht verloren UF1, UF2, E5, E8, K4 185 Ein Maß für die effektive Energienutzung UF1, UF2, E5,, B1 186 Mechanische Leistung UF1, UF2,, K4, B1 187 Pinnwand: K1, Spitzenleistungen in Technik und Natur 188 Pinnwand: Energieübertragungen UF4, K1, E8: - Lage-, kinetische und thermische Energie unterscheiden, und formale Beschreibungen für einfache Berechnungen nutzen. K1:- (E-Kurs: an einfachen Beispielen kausale Zusammenhänge bei mechanischen und energetischen Vorgängen schriftlich darstellen.), K4: - (E-Kurs: ein Tabellenkalkulationsprogramm einsetzen, um funktionale Zusammenhänge zwischen mehreren Variablen grafisch darzustellen und auszuwerten.) K4: - mit Hilfe eines Diagramms Energiefluss und Energieentwertung in Umwandlungsketten darstellen. Energie: Arbeit, mechanische Energieformen, Energieentwertung, Leistung Energiefluss bei Ungleichgewichten B1: - in einfachen Zusammenhängen Überlegungen und Entscheidungen zur Arbeitsökonomie und zur Wahl von Werkzeugen und Maschinen physikalisch begründen.

9 Inhaltsfeld Bewegungen und ihre Ursachen (8) Kapitel: Bewegte Körper und ihre Energie Umfang: ca. 30 Unterrichtsstunden Im Moment schneller oder langsamer als E4-6, -4, K9 im Durchschnitt 196 Streifzug: Geschwindigkeitskontrollen im K1,, B2, B3 Straßenverkehr 197 Streifzug: K1,, B2, B3 Geschwindigkeitserfassung am Fahrzeug Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung E3-5, -4, K9 200 Pinnwand: Berechnungen rund um die E6 Beschleunigung 201 Grafische Darstellung von Bewegungen E6,, K4 202 Die verzögerte Bewegung E4-6, 203 Von Hundert auf Null das dauert! E4-6, B2, B3 204 Streifzug:, B2, B3 Faustregeln im Straßenverkehr 205 Bewegungsenergie steigt schneller als die E8, B2, B3 Geschwindigkeit 206 Streifzug:, B2, B3 Sicherheitssysteme bei Krafträdern 207 Pinnwand: Bremssysteme, B2, B3 208 Der freie Fall E2, E4-6, E8,, K4 209 Der freie Fall mathematisch E5, E8,, K4 210 Methode: Erstellen von Folien am PC K3, K4 211 Methode: K7 Präsentieren von Folien mit dem PC 212 Streifzug: Fallschirmspringen E8 212 Streifzug: Parabelflug E2, E8, K1, schwerelos im freien Fall 213 Streifzug: GALILEO GALILEI K1, 214 Kraft, Masse, Trägheit UF1, UF3, E Kraft und Beschleunigung UF1, UF3, E NEWTONS Gesetze der Mechanik überall UF1, UF3, UF4 217 Streifzug: SIR ISAAC NEWTON K1, 218 Methode: K1,, K6, K8 Referate in schriftlicher Form erstellen 219 Methode: Eine wissenschaftliche K1,, K7, K8 UF1, UF3: - die Bedeutung des Trägheitsgesetzes und des Wechselwirkungsgesetzes erläutern. UF4: - den Rückstoß bei Raketen mit dem Wechselwirkungsprinzip erklären. UF4, UF3: - (E-Kurs: Gemeinsamkeiten und Unterschiede elektrischer, magnetischer und Gravitationsfelder beschreiben.) (IF10) E2, E8: - das Phänomen der Schwerelosigkeit beschreiben und als subjektiven Eindruck bei einer Fallbewegung erklären. E5: - bei Messungen und Berechnungen (u. a. von Kräften) Größengleichungen verwenden und die korrekten Maßeinheiten (z. B. Newton, N bzw. mn, kn) verwenden. E8: - Lage-, kinetische und thermische Energie unterscheiden, und formale Beschreibungen für einfache Berechnungen nutzen (E-Kurs: auch unter quantitativer Verwendung des Prinzips der Energieerhaltung). (IF9) K1: - Zielsetzungen, Fragestellungen und Untersuchungen aktueller Raumfahrtprojekte in einem kurzen Sachtext unter angemessener Verwendung von Fachsprache schriftlich darstellen. - (E-Kurs: an einfachen Beispielen kausale Zusammenhänge bei mechanischen und energetischen Vorgängen schriftlich darstellen.) (IF9), K4: - mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms Messreihen (u. a. zu Bewegungen) grafisch darstellen und bezüglich einfacher Fragestellungen auswerten. - (E-Kurs: ein Tabellenkalkulationsprogramm einsetzen, um funktionale Zusammenhänge zwischen mehreren Variablen grafisch darzustellen und auszuwerten.) (IF9), E6: - eine Bewegung anhand eines Zeit-Weg- Diagramms bzw. eines Zeit-Geschwindigkeits- Diagramms qualitativ beschreiben und Durchschnittsgeschwindigkeiten bestimmen. Energie: Bewegungsenergie, Energieerhaltung Wechselwirkung: Kraftwirkungen, Trägheitsgesetz, Wechselwirkungsgesetz Kraftwandler, Geschwindigkeit, Schwerelosigkeit

10 Entdeckung vorstellen Pinnwand: K1, K9, B2, B3 Kraftwirkungen verschiedener Antriebe Bewegung und Energie UF1, UF3, E5, E Berechnung UF1, UF3, E5, der potenziellen und kinetischen Energie E8, K1 226 Streifzug: Crash-Test bei 100 km/h B2, B3 227 Pinnwand: Energieumwandlungen E8, K1 228 Energieerhaltung UF1, UF3, K1 229 Pinnwand: Der Gesamtwirkungsgrad K4 230 Kreisbewegungen E1, E4, E5 231 Streifzug: Die Zentralkraft im Einsatz E1, K1, 232 Streifzug: Die Gravitation UF3, UF4, K1, 233 Streifzug: Felder im Vergleich UF3, UF4, K1, 234 Raumfähren und Raumstationen K1, B2 236 Satelliten und Sonden K1, B2 237 Pinnwand: K1, B2 Aktuelle und zukünftige Missionen K4: - mit Hilfe eines Diagramms Energiefluss und Energieentwertung in Umwandlungsketten darstellen. (IF9) K9: - die Bedeutung eigener Beiträge für Arbeitsergebnisse einer Gruppe einschätzen und erläutern (u. a. bei Untersuchungen, Recherchen, Präsentationen). B2, B3: - die Angemessenheit des eigenen Verhaltens im Straßenverkehr (u. a. Sicherheitsabstände, Einhalten von Geschwindigkeitsvorschriften und Anschnallpflicht, Energieeffizienz) reflektieren und beurteilen. B2: - Argumente für und gegen bemannte Raumfahrt nennen und dazu einen eigenen Standpunkt vertreten. Inhaltsfeld Bewegungen und ihre Ursachen (8) Kapitel: Druck in Flüssigkeiten und Gasen Umfang: ca. 10 Unterrichtsstunden 242 Der Schweredruck UF1, E5, E6, K3 UF1: - die Größen Druck und Dichte an Beispielen erläutern 243 Streifzug: Der Luftdruck und das Vakuum K1,, K6 und quantitativ beschreiben. - Auftrieb sowie Schwimmen, Schweben und Sinken mit 244 Druck ist nicht nur Kraft UF1, E1, E2 Hilfe der Eigenschaften von Flüssigkeiten, des Schweredrucks 245 Pinnwand: Druck-Messgeräte K1,, K5 und der Dichte qualitativ erklären. 246 Die Luft hält uns unter Druck UF1, K1, 247 Streifzug: K1,, K8 Das Barometer und die Wettervorhersage 248 Unterdruck E1, E5, E6, 249 Überdruck E1, E5, E6, 250 Saug- und Druckpumpen UF1, E Pinnwand: Pumpen E7, K1, 252 Kraftübertragung in Luft und Wasser UF1, E5, E6, K1 E3: - anhand physikalischer Kriterien begründet vorhersagen, ob ein Körper schwimmen oder sinken wird. Struktur der Materie: Masse, Dichte Wechselwirkung: Druck, Auftriebskräfte

11 253 Pinnwand: E1, Kraftübertragung in Arbeitsgeräten 254 Das hydrostatische Paradoxon UF1, E2, K1 255 Der Schweredruck in der Anwendung UF1, E1, E2 256 Praktikum: Bestimmen der Dichte eines Stoffes UF1, E5, E4-6, K6 257 Methode: Teamarbeit präsentieren K8, K9 258 Körper im Wasser E3, E4-6, K4 259 Praktikum: Der Aufrieb in Flüssigkeiten UF1, E3, E5, E6, K4, K9 260 Pinnwand: Schweben im Wasser K1, 261 Praktikum: Belastbarkeit von Booten E5, E6, K6, K9 Inhaltsfeld Elektrische Energieversorgung (10) Kapitel: Elektrische Energie Umfang: ca. 20 Unterrichtsstunden Elektrische Leistung UF4, E4-6, E8, und elektrische Energie, K5, K6 270 Streifzug: Energiemanagement UF4, E8,, K6, B3 271 Pinnwand: UF4, E8,, K6, Gleich viel Licht für weniger Geld B3 271 Streifzug: Die Energierechnung UF4, E8,, K6, B Pinnwand: Berechnung der elektrischen UF4, E8, B3 Leistung und der elektrischen Energie Pinnwand: Batterien Energienutzung und UF4, E8, B3 Umweltbelastung 276 Die elektromagnetische Induktion UF1, E2, E5 277 Induktion durch Drehbewegung UF1, E Streifzug: K1, FARADAY and the discovery of induction 278 Die lenzsche Regel UF3, E4-6, E8 279 Die Selbstinduktion UF3, E4-6, E8 280 Das Magnetfeld UF3, E4-6, E8 eines elektrischen Leiters 281 Die Lorentzkraft UF3, E4-6, E8 282 Der Gleichstrom-Elektromotor UF1, E5, E6, K1 UF1: - den Aufbau und die Funktion von Elektromotor, Generator und Transformator beschreiben und mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes bzw. der elektromagnetischen Induktion erklären. - die Umwandlung der Energieformen von einem Kraftwerk bis zu den Haushalten unter Berücksichtigung der Energieentwertung beschreiben. UF3, E8: - (E-Kurs: magnetische Felder stromdurchflossener Leiter und Spulen im Feldlinienmodell darstellen und mit Hilfe der Drei-Finger-Regel die Richtung der Lorentzkraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld bestimmen.) E3, E5: - bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden. E8: - die in elektrischen Stromkreisen umgesetzte Energie und Leistung bestimmen. E8, UF4: - Energiebedarf und Leistung von elektrischen Haushaltsgeräten ermitteln und ihre Energiekosten berechnen., K6: - Daten zur individuellen Nutzung der Energie Energie: Elektrische Energie, Energiewandler, elektrische Leistung, Energietransport Wechselwirkung: Magnetfelder von Leitern und Spulen, elektromagnetische Kraftwirkungen, Induktion Elektromotor, Generator, Transformator, Versorgungsnetze

12 Der Kommutator Der Trommelanker Praktikum: Ein Elektromotor selbst gebaut UF1, E5, E6, K1 UF1, E5, E6, K1 E5, K6 von Elektrogeräten (Stromrechnungen, Produktinformationen, Angaben zur Energieeffizienz) auswerten. K5: - aus verschiedenen Quellen Informationen zur effektiven Übertragung und Bereitstellung von Energie 286 Der Nabendynamo ein Generator UF1, E5, E6, K1, zusammenfassend darstellen. K9: - in einem Projekt, etwa zu Fragestellungen der 287 Generator und Elektromotor im Einsatz UF1, E5, E6 lokalen Energieversorgung, einen Teilbereich in eigener 288 Pinnwand: Elektrizität durch Induktion K1,, K5 Verantwortung bearbeiten und Ergebnisse der Teilbereiche 289 Lernen im Team: K6, K9 zusammenführen. Bau von Elektrofahrzeugen 290 Das dynamoelektrische Prinzip UF1, K1,, K5 291 Streifzug: WERNER VON SIEMENS K1, 292 Der Transformator UF1, E5, E6, K4 293 Spannungs- und Stromstärkenübersetzung UF1, E5, E6, K4 294 Hochstromund Hochspannungstransformator UF1, E5, E6, K Pinnwand: Transformatoren im Einsatz UF1, K1, Der Transport elektrischer Energie UF1, E5, E6, K1, 298 Energieübertragung vom Kraftwerk zur Steckdose 299 Pinnwand: Der Widerstand einer Hochspannungsleitung UF1, K5 UF1, B3: - Möglichkeiten zum sparsamen Gebrauch von Elektrizität im Haushalt nennen und unter dem Kriterium der Nachhaltigkeit bewerten. (IF7) Inhaltsfeld Elektrische Energieversorgung (10) Kapitel: Fossile und regenerative Umfang: ca. 25 Unterrichtsstunden Energieversorgung 304 Energie und Energiewandler UF1, UF4, K1, 305 Streifzug: UF1, K1, Zwei Männer mit der gleichen Idee 306 Kohle speichert die Sonnenenergie seit UF2, UF3, K5 Jahrmillionen 307 Streifzug: K1,, K5 Einheimische Braun- und Steinkohle Das Kohlekraftwerk UF1, K5, B1, B3 UF1, UF4: - an Beispielen (u. a. eines Verbrennungsmotors) die Umwandlung und Bilanzierung von Energie (Erhaltung, Entwertung, Wirkungsgrad) erläutern. (IF9) UF2, UF3: - Beispiele für nicht erneuerbare und regenerative Energiequellen beschreiben und die wesentlichen Unterschiede erläutern. E3, E5: - bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden. Energie: Elektrische Energie, Energiewandler Versorgungsnetze, Nachhaltigkeit, Klimawandel

13 310 Energieausnutzung UF1, UF4,, Streifzug: Heizwert und Umweltaspekte Verbrennungsmotoren K4, K5 K1, B1, B3 UF1, UF4, K1, K5: - aus verschiedenen Quellen Informationen zur effektiven Übertragung und Bereitstellung von Energie zusammenfassend darstellen. K9: - in einem Projekt, etwa zu Fragestellungen der 314 Verbrennungsabgase belasten die Umwelt B1, B3 lokalen Energieversorgung, einen Teilbereich in eigener 315 Streifzug: Der Abgaskatalysator K1, Verantwortung bearbeiten und Ergebnisse der Teilbereiche 316 Abgase verändern das Klima der Erde K1, E9, B1, B3 zusammenführen. 317 Theoretische Modelle helfen bei der Klimaforschung E7, E8, K1,, B1, B3 318 Das Hybridauto UF1, UF4, K1,, K5 319 Streifzug: Brennstoffe vom Acker UF2, UF3, K1, 320 Die Brennstoffzelle UF2, UF3, E Streifzug: UF1, E8, K1 Funktionsweise einer Brennstoffzelle 322 Pinnwand: K1,, B1 Anwendung der Wasserstofftechnologie 323 Pinnwand: K1, Die Geschichte der Brennstoffzelle 324 Sonnenkollektoren UF2, UF3, E5, E6, K5 325 Praktikum: Bau eines Sonnenkollektors E5, K6, K9 326 Solaranlagen und ihr Wirkungsgrad UF1-4, K1, K5, B1 327 Streifzug: K1, Elektrische Energie nur mit Solarzellen Pinnwand: Erneuerbare Energien und ihre Nutzung UF2, UF3, K1,, B1 330 Nachwachsende Rohstoffe Vor- und Nachteile UF2, UF3, K5, B1, B3 331 Methode: Gespräche leiten K8, K9, B3 332 Streifzug: Pro und contra Windkraftanlagen B1, B3 333 Praktikum: Bau eines Solarbootes E5, K6, K9 334 Kraft-Wärme-Kopplung UF1-UF4, K1, K5 335 Streifzug: UF1, K1, K5 Ostritz eine energieautarke Gemeinde Kraftwerke im Vergleich UF2, B1, B3 B1, B3: -Vor- und Nachteile nicht erneuerbarer und regenerativer Energiequellen an je einem Beispiel im Hinblick auf eine physikalisch-technische, wirtschaftliche, und ökologische Nutzung auch mit Bezug zum Klimawandel begründet gegeneinander abwägen und bewerten. B3: - Möglichkeiten zum sparsamen Gebrauch von Elektrizität im Haushalt nennen und unter dem Kriterium der Nachhaltigkeit bewerten. (IF7)

14 338 Das Verbundnetz der Bundesrepublik Deutschland 339 Verteilung des Energiebedarfs über einen Tag Lernen im Team: Energiesparen mit Verstand Lernen im Team: Energieversorgung eines Wohnhauses K1, K5 K1, K5, B1, B3 K1, K9, B3 K1, K9, B1, B3 Inhaltsfeld Radioaktivität und Kernenergie (11) Kapitel: Radioaktivität und Kernenergie Umfang: ca. 20 Unterrichtsstunden 354 Natürliche radioaktive Strahlung UF1, E5, E6, K Streifzug: Die Entdecker der Radioaktivität UF1, K1, B3 356 Messung radioaktiver Strahlung UF1, E5, E6, K4 357 Ein Funken und Knacken UF1, E6, K1, 358 Allgemeine Schutzmaßnahmen UF1, UF2, E1, E5, E6 358 Streifzug: Strahlenschutz UF1, UF2, E1, K1,, K5 359 Pinnwand: UF1, UF2, E1, Geräte zur Anzeige radioaktiver Strahlung K1, Elementarteilchen und Isotope UF1, E7, E8 362 Arten radioaktiver Strahlung UF1, E7, E8 363 Eigenschaften radioaktiver Strahlung UF1, E5, E6, K1, 364 Der Zerfall dauert seine Zeit UF1, E8, 365 Streifzug: UF1, K1 Mit Radioaktivität das Alter bestimmen 366 Streifzug: Das Zeitalter der Atomphysik E9 367 Streifzug: Strahlen nutzen UF1, UF2, E1, K1, K5, B1 368 Atome lassen sich spalten UF1, E7, E8, K1 369 Kettenreaktion UF1, E5-7, K1, unkontrolliert oder kontrolliert K5, K Das Kernkraftwerk UF1, E1, K1, K5, K7, K8 UF1: - Eigenschaften, Wirkungen und Nachweismöglichkeiten verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und von Röntgenstrahlung beschreiben. - Kernspaltung und kontrollierte Kettenreaktion in einem Kernreaktor (E-Kurs: auch unter energetischen Gesichtspunkten) erläutern. UF1, UF2, E1: - die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie erläutern und damit mögliche medizinische und technische Anwendungen, sowie Gefährdungen und Schutzmaßnahmen erklären. E1, K7: - physikalische, technische und gesellschaftliche Probleme der Nutzung der Kernenergie differenziert darstellen. E7, UF1: - den Aufbau von Atomen und Atomkernen, die Bildung von Isotopen sowie Kernspaltung und Kernfusion mit einem angemessenen Atommodell beschreiben. E8: - Zerfallskurven und Halbwertszeiten zur Vorhersage von Zerfallsprozessen nutzen. E9: - (E-Kurs: am Beispiel des Zerfallsgesetzes den Charakter und die Entstehung physikalischer Gesetze erläutern.) : - (E-Kurs: vorgegebene schematische Darstellungen von Zerfallsreihen interpretieren.) K4, : - aus Darstellungen zur Energieversorgung An- Struktur der Materie: Atome und Atomkerne, Ionen, Isotope, radioaktiver Zerfall Energie: Kernenergie, Energie ionisierender Strahlung Wechselwirkung: -, -, -Strahlung, Röntgenstrahlung, Wirkungen ionisierender Strahlen, Strahlenschutz Halbwertzeiten, Kernspaltung und Kettenreaktion, natürliche Radioaktivität

15 372 Sicherheitssysteme im Kernkraftwerk UF1, UF2, E1, K7, B1, B3 373 Streifzug: Ein Unglück verändert die Welt E1, K1, K7, B1 374 Wohin mit dem radioaktiven Abfall? UF1, UF2, E1, K5, K8, B1, B2 375 Vergleich Kernkraftwerk Kohlekraftwerk, K4, K8, B1, B2 376 Methode: Sammeln von Fakten zur Meinungsbildung K5, K8, B1, B2 377 Streifzug: Simulationen E1, K1, K5 378 Streifzug: Kernfusion UF1, E1, E7, K1, K5, K7 379 Streifzug: Strahlen schädigen UF1, Uf2, E1, K1, B2, B3 380 Streifzug: UF1, UF2, E1, Vom Manhattan-Project zum Fat Man K1 381 Funktionsweise der Atombombe UF1, UF2, E1, K1 teile der Energiearten am Energiemix bestimmen und visualisieren (E-Kurs: auch extrapolieren bezüglich künftiger en). K5, K8: - Informationen und Positionen zur Nutzung der Kernenergie und anderer Energiearten differenziert und sachlich darstellen sowie hinsichtlich ihrer Intentionen überprüfen und bewerten. B1: - Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung auf der Grundlage physikalischer und biologischer Fakten begründet abwägen. B2, B3: - (E-Kurs: Gefährdungen durch Radioaktivität anhand von Messdaten (in Bq, Gy, Sv) grob abschätzen und beurteilen.) B2: - eine eigene Position zur Nutzung der Kernenergie einnehmen, dabei Kriterien angeben und ihre Position durch geeignete Argumente stützen. B3: - (E-Kurs: Die Entdeckung der Radioaktivität und der Kernspaltung als Ursache für Veränderungen in Physik, Technik und Gesellschaft darstellen und beurteilen.) Zusatzangebot Kapitel: Elektronische Bauteile Umfang: ca. 20 Unterrichtsstunden 388 Elektronische Bauteile erobern unsere E9, K1, Umwelt 389 Leiter und Halbleiter UF1, E8, K Leitungsvorgänge in Halbleitern UF1, E8, K1 392 Halbleiterdioden im Stromkreis UF1, E5 393 Pinnwand: Dioden im Einsatz UF1, K1, K5 394 Leuchtdioden E5, K1 395 Pinnwand: UF1, K1 Anwendungen von Leuchtdioden 396 Der Transistor UF1, E5, K1 397 Schwellenspannung des Transistors UF1, E5, K4 398 Arbeitspunkt des Transistors UF1, E5, K4 399 Streifzug: Vorgänge im Transistor UF1, E8, K Streifzug: Vom Sand zum Transistor K1,

16 Lernen im Team: Bau eines Radios E5, K6, K9 404 Solarzellen Halbleiter als Energiewandler UF1, E5, K Streifzug: Bauarten von Solarzellen UF1, K1 406 Praktikum: Energie für den Akku E5, K4, K6, K9 407 Pinnwand: Mini-Solarkraftwerke K1,, K5 408 Analoge und digitale Daten UF2, K1, 409 Pinnwand: Datenspeicher E9, K1 410 Datenübertragung mit Licht UF2, E5-6, K1 411 Datenübertragung mit Schall UF1, E5, K1